金沙溪大桥位于玉山县高铁站至玉山县城连接线上,路线总体为南北走向,北接玉清大道,向南通往高铁玉山南站,横跨金沙溪河流,为金沙溪漂流及漂流服务区重要景观水域,对桥型景观要求较高。
金沙溪大桥全桥长263米,引桥采用30米预应力混凝土装配式箱梁,主桥采用30米+108米+30米三跨连续外倾式四索面下承式钢箱系杆拱桥,以对称倾斜拱结构与桥外伸出的半圆人行道等相对,寓意“张开双臂、拥抱蓝天”,也象征玉山县及我院美好的未来与日同辉。108米主跨的车行道与人行道之间设计宽7米的镂空段,既可为人、车之间分离提供安全保障,减小车辆对行人观景的影响,又可使游人欣赏两侧风景。
金沙溪大桥主桥采用(30+108+30)米三跨连续梁拱组合结构,主跨为外倾式四索面下承式钢箱系杆拱桥,桥宽26.5~64.5米,主桥结构的构成:正交异性板钢箱梁、钢拱肋、平行钢丝束吊杆。
金沙溪大桥布置图
拱肋
拱肋为圆形钢结构,拱平面向外倾斜比例3:1,拱脚与钢箱底板焊接,拱圈在竖直平面内的投影高度为40.8米。拱肋中心线采用抛物线,主拱肋方程:Z=-0.014749X2+43.006976。主拱肋采用直径2.5米,壁厚30毫米(拱脚处40毫米)的圆形钢管,等截面布置。
拱肋内设钢板加劲肋,拱肋外露面采用装饰涂料。
钢箱主梁
桥面系为三跨连续钢箱梁结构,中跨108米,主跨横向由三个钢箱组成,即中间为车行道钢箱、两侧为人行道钢箱。车行道钢箱与人行道钢箱间通过镂空梁连接。钢箱梁底面无横坡,顶面横坡与道路一致。中跨车行道钢箱梁高度由道路设计中心线处1.8米渐变到车行道边线位置的1.475米,边跨钢箱梁高度由1.8米变至1.535米,人行道钢箱梁高度为1.475米,顶、底面平行。
吊杆
吊杆采用防腐平行钢丝束成品索,为φ5毫米高强环氧平行钢丝,标准强度为fpk=1670Mpa,规格为φ5-19和φ5-91两种,吊杆外部采用双层HDPE防护,HDPE材质应具有良好的抗老化性能。钢丝束间需灌注专用防腐油脂。
吊杆上部与拱肋的连接端采用叉耳式构造,下部与钢箱梁连接端采用冷铸墩头锚具,并要求配可偏摆的球绞装置、有效的防水结构及索体防腐、专用油脂密封防腐构造。
设计过程中,我们研究已建成的外倾式钢管拱结构桥梁,并结合本项目特点对其结构形式进行优化,主要在以下两个方面:
(1)此设计取消了下承式拱桥常用的系杆,通过拱脚将推力传递给中横梁,最终由中横梁间的5道钢纵梁承受。对外倾式拱桥的系杆进行优化,采用钢箱梁和钢纵梁承担两拱之间的推力,简化施工工序。
钢箱梁纵横梁布置图
(2)外倾式拱桥拱脚与钢箱梁的固结位置和固结形式做进一步的优化。根据以往类似桥梁经验,大多将拱脚在钢箱梁顶板焊接或栓接,但在落架后,拱脚均会出现一定的变形,本桥设计时,为加强拱桥的刚度,将拱脚与钢箱梁底板进行焊接,并适当增加加劲板。
钢拱肋与钢箱梁连接图
【校对:苗挺节】
-LEYU